专题03 化学平衡常数、转化率等的分析与计算（重难点讲义）化学人教版2019选择性必修1

专题06 化学平衡常数、转化率等的分析与计算 1.通过化学平衡状态时的浓度数据分析，认识化学平衡常数的概念，并能分析推测其相关应用。 2.构建化学平衡常数相关计算的思维模型(三段式法)，理清计算的思路，灵活解答各类问题。 3.从变化的视角依据Q与K的关系判断反应进行的方向。 4.根据外界条件对平衡的影响，结合勒夏特列原理，构建K的计算及应用(如转化率)分析思维模型。 一、平衡常数 1.平衡常数的定义及表达式 对于一般的可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) (1)浓度商：在任意时刻的称为浓度商，常用Q表示，Q是个变量。 (2)化学平衡常数：当可逆反应在一定温度下达到化学平衡时，浓度商是一个常数，把平衡时的浓度商称为化学平衡常数，用K表示，即K＝ 。 (3)Q与K的关系 当反应中有关物质的浓度商等于平衡常数时，表明反应达到限度，即达到化学平衡状态。 【特别提醒】①固体或液体纯物质一般不列入浓度商和平衡常数。 ②在确定的化学反应中，K只受温度影响。 2．化学平衡常数的意义 化学平衡常数是表明化学反应限度的一个特征值。平衡常数的大小反映了可逆反应进行的程度，K越大，正反应进行的程度越大，即该反应进行的越完全。一般来说，当K>105时，该反应就进行得基本完全了。 3.平衡常数的计算 (1)化学平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关，对于同一个化学反应，由于书写方式不同，各反应物、生成物的化学计量数不同，平衡常数的表达式不同。K与化学计量数等倍扩大或缩小成幂指数关系。 (2)对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数。 (3)若两反应的平衡常数分别为K1、K2，则： ①若两反应相加，则总反应的平衡常数K＝K1·K2。 ②若两反应相减，则总反应的平衡常数K＝。 (4)由于一个化学反应的某一平衡常数表达式与该反应化学方程式的一种表示形式相对应，因此不能笼统地说某一反应的平衡常数是多少。 二、化学平衡的相关计算 可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在体积为V L的恒容密闭容器中，反应物A、B的初始加入量分别为 a mol、b mol，达到化学平衡时，设A物质转化的物质的量为mx mol。 1．计算模型——“三段式”法 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 起始量/mol　a　　　　b　　　0　　　0 转化量/mol　mx　　　nx　　　px　　qx 平衡量/mol　a－mx　b－nx　　px　　qx 2．思维模型——三步骤 (1)巧设未知量，列全三段式：找已知量，设转化量(若由已知量能列三段式就不必设量)。 (2)抽提关键量，找准关系式：依据转化量之比等于化学计量数之比或关键量列等式关系。 (3)解答设问题，求解问题项：根据求解量，计算问题项。 3．常见的计算量 (1)平衡常数K＝。 (2)平衡时A的物质的量浓度：c(A)＝ mol·L－1。 (3)平衡时A的转化率：α＝×100%，A、B的转化率之比为α(A)∶α(B)＝∶。 (4)平衡时A的体积分数：φ(A)＝×100%。 (5)平衡时和开始时的压强之比：＝。 (6)生成物产率＝×100%。 【特别提醒】由浓度商Q与平衡常数K的关系判断反应进行的方向 若Q＜K，反应向正反应方向进行，v正>v逆； 若Q＞K，反应向逆反应方向进行，v正＜v逆； 若Q＝K ，反应处于平衡状态，v正＝v逆。 三、压强平衡常数(Kp)、速率常数(k正、k逆)及其应用 1．压强平衡常数(Kp) (1)含义 在化学平衡体系中，由各气体物质的分压替代浓度，计算的平衡常数叫压强平衡常数，用符号Kp表示，其单位与表达式有关。 (2)表达式 对于一般的可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在一定温度下，达到平衡时，其压强平衡常数Kp＝。其中p(A)、p(B)、p(C)、p(D)表示对应物质的分压。 注意　①混合气体中某组分的分压＝总压×该组分的物质的量分数，pB＝p总×。 ②混合气体的总压等于相同温度下各组分气体的分压之和，即p总＝pA＋pB＋pC＋…。 2．速率常数(k正、k逆) (1)表达式：若基元反应为mA ＋nBpC， 则：v正＝k正cm(A)·cn(B)、v逆＝k逆cp (C) 上式中的k为速率常数， 是化学反应速率的量化表示方式。 (2)表示意义：其数值相当于参加反应的物质都处于单位浓度(1 mol·L－1)时的反应速率。 (3)影响因素：不同的反应有不同的速率常数，速率常数与反应温度、反应溶剂、催化剂等有关，与浓度无关。 (4)当化学反应达到平衡时，v正＝v逆，即k正cm (A)·cn(B) ＝k逆cp (C)，则化学平衡常数K＝。 四、平衡转化率的分析 1．反应物的转化率分析 当可逆反应达到平衡后，反应物的初始浓度不变，只改变体系的温度、压强或减小生成物的量可使平衡正向移动，这时反应物的转化率一定增大。 2．反应物用量的改变对转化率的影响 (1)若反应物一侧只有一种气体，如aA(g)bB(g)＋cC(g)或C(s)＋H2O(g)CO(g)＋ H2(g)等，在恒温恒容条件时，增大A的浓度，平衡正向移动，但A的转化率变化等效为压强对平衡的影响。 气体计量数关系 A的转化率 a＝b＋c 不变 a>b＋c 增大 a<b＋c 减小 (2)若反应物不只一种物质，如aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，在恒温恒容条件下，若按原比例(或投料比)同倍数增加A和B，平衡正向移动，但反应物(A或B)的转化率等效为压强对平衡的影响。 气体计量数关系 A(或B)的转化率 a＋b＝c＋d 不变 a＋b>c＋d 增大 a＋b<c＋d 减小 题型01化学平衡常数及其意义 【典例01】（24-25高二·河北衡水·期中）在一定条件下，有下列分子数之比相同的可逆反应，其平衡常数K分别是①H2＋F22HF　K＝1047；②H2＋Cl22HCl　K＝1017；③H2＋Br22HBr　K＝109；④H2＋I22HI　K＝1。比较K的大小，可知各反应的正反应进行的程度由大到小的顺序是(　　) A．①②③④ B．④②③① C．①④③② D．无法确定 【答案】A 【解析】化学平衡常数越大，表示该反应的正反应进行的程度越大。 题型02 化学平衡常数的影响因素 【典例02】（24-25高二·辽宁省辽阳·期中）反应NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)达到平衡后，保持温度不变，再通入O2，重新达到平衡，则新平衡与旧平衡相比，的值(　　) A．变小 B．变大 C．不变 D．无法确定 【答案】C 【解析】＝，K只与温度有关，温度不变，则K不变，故选C。 题型03 化学平衡常数的相关计算 【典例03】（24-25高二·山西省朔州·期末）加热N2O5依次发生的分解反应为①N2O5N2O3＋O2，②N2O3N2O＋O2；在2 L密闭容器中充入8 mol N2O5，加热到t ℃，达到平衡状态后O2为9 mol，N2O3为3.4 mol，则t ℃时反应①的平衡常数为(　　) A．10.7 B．8.5 C．9.6 D．10.2 【答案】B 【解析】设平衡时N2O5的浓度减小x，则 　　　　　　　N2O5N2O3＋O2，N2O3N2O＋O2 起始/(mol·L－1)　4　　　0　　　0　　x　　　　　　x 转化/(mol·L－1)　x　　　x　　　x 平衡/(mol·L－1)　4－x　　x　　　x　　1.7　　　　　4.5 所以4.5－x＝x－1.7，所以x＝3.1，则t ℃时反应①的平衡常数为＝8.5。 题型04 化学平衡常数的应用 【典例04】（24-25高二·湖南省怀化·期中）已知在25 ℃时，下列反应的平衡常数如下： ①N2(g)＋O2(g)2NO(g)　K1＝1×10－30 ②2H2(g)＋O2(g)2H2O(g)　K2＝2×1081 ③2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)　K3＝4×10－92 下列说法正确的是(　　) A．NO分解反应NO(g)N2(g)＋O2(g)的平衡常数为1×10－30 B．根据K2的值可以判断常温下H2和O2很容易反应生成H2O C．常温下，NO、H2O、CO2三种物质分解放出O2的倾向顺序为NO>H2O>CO2 D．温度升高，上述三个反应的平衡常数均增大 【答案】C 【解析】A项，此反应的平衡常数K＝＝＝＝1015，错误；B项，K2的值与反应条件无关，实际上常温下H2和O2不易反应，错误；C项，通过分解反应的平衡常数大小分析分解放出O2的倾向的顺序为NO>H2O>CO2，正确。 题型05 转化率的相关计算 【典例05】（24-25高二·江苏省泰州·期末）在773 K时，CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常数K＝9，若CO、H2O的起始浓度均为0.020 mol·L－1，则在此条件下CO的转化率是(　　) A．60% B．50% C．75% D．25% 【答案】C 【解析】设达到平衡时CO转化的浓度为x mol·L－1，则平衡时c(CO)＝c(H2O)＝(0.020－x)mol·L－1，c(CO2)＝c(H2)＝x mol·L－1。K＝＝＝9，解得x＝0.015，则CO的转化率为×100%＝75%。 题型06 转化率的影响因素 【典例06】（24-25高二·黑龙江省鹤岗·质检）反应C2H6(g)C2H4(g)＋H2(g)　ΔH＞0，在一定条件下于密闭容器中达到平衡。下列各项措施不能提高乙烷平衡转化率的是(　　) A．增大容器容积 B．升高反应温度 C．分离出部分氢气 D．等容下通入惰性气体 【答案】D 【解析】该反应的正反应是气体体积增大的反应，增大反应容器的容积，体系的压强减小，化学平衡正向移动，能提高乙烷的平衡转化率，A项不符合题意；该反应的正反应是吸热反应，升高反应温度，化学平衡正向移动，可提高乙烷的平衡转化率，B项不符合题意；分离出部分氢气，减少了生成物浓度，平衡正向移动，可提高乙烷的平衡转化率，C项不符合题意；等容下通入惰性气体，体系的总压强增大，物质的浓度不变，因此化学平衡不移动，对乙烷的平衡转化率无影响，D项符合题意。 【巩固练】 1.（24-25高二·湖北省十堰·期中）在温度为T时，将NH4HS(s)置于抽真空的容器中，当反应NH4HS(s)NH3(g)＋H2S(g)达到平衡时，测得总压强为p，则该反应的压强平衡常数Kp为(　　) A.p B.p2 C.p2 D.p 【答案】C 【解析】NH4HS(s)NH3(g)＋H2S(g) 起始　　　　　　　0　　　　0 平衡　　　　　　　p　　　p 则该反应的平衡常数Kp＝p(H2S)·p(NH3)＝p·p＝p2。 2.（24-25高二·浙江省金华·期末）常压下羰基化法精炼镍的原理为Ni(s)＋4CO(g)Ni(CO)4(g)　ΔH<0。230 ℃时，该反应的平衡常数K＝2×10－5。已知：Ni(CO)4的沸点为42.2 ℃，固体杂质不参与反应。 第一阶段：将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4； 第二阶段：将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至230 ℃制得高纯镍。 下列判断错误的是(　　) A．第一阶段，选择反应温度应高于42.2 ℃ B．第一阶段增加c(CO)，平衡正向移动，反应的平衡常数不变 C．第二阶段，Ni(CO)4几乎完全分解 D．第二阶段，及时分离出Ni，有利于平衡移动 【答案】D 【解析】Ni(CO)4的沸点为42.2 ℃，反应温度应高于沸点，便于分离出气态Ni(CO)4，所以第一阶段选择反应温度应高于42.2 ℃，故A正确；平衡常数只与温度有关，则增加c(CO)，平衡正向移动，反应的平衡常数不变，故B正确；ΔH<0，升高温度平衡向逆反应方向移动，230 ℃时，该反应的平衡常数K＝2×10－5，可知Ni(CO)4分解率较大，故C正确；第二阶段，因为Ni为固态，故及时分离出Ni，对反应速率几乎没有影响，对化学平衡的移动也无影响，故D错误。 3.（24-25高二·吉林省白城·期中）反应X(g)＋Y(g)2Z(g)　ΔH＜0，在密闭容器中充入0.1 mol X和0.1 mol Y，达到平衡时，下列说法不正确的是(　　) A．减小容器体积，平衡不移动，X的转化率不变 B．增大c(X)，X的转化率减小 C．保持容器体积不变，同时充入0.1 mol X和0.2 mol Y，X的转化率增大 D．加入催化剂，正反应速率增大，Z的产率增大 【答案】D 【解析】该反应为反应前后气体物质的量不变的反应，平衡不受压强影响，A正确；增大c(X)，平衡正向移动，Y的转化率增大，X的转化率减小，B正确；相当于只增加Y的浓度，X的转化率增大，C正确；催化剂不能使平衡移动，不改变产物的产率，D错误。 4.（24-25高二·福建省厦门·期末）已知：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－197.8 kJ·mol－1。起始反应物为SO2和O2(物质的量之比为2∶1，且总物质的量不变)。SO2的平衡转化率(%)随温度和压强的变化如下表： 温度/K 压强/(×105 Pa) 1.01 5.07 10.1 25.3 50.7 673 99.2 99.6 99.7 99.8 99.9 723 97.5 98.9 99.2 99.5 99.6 773 93.5 96.9 97.8 98.6 99.0 下列说法不正确的是(　　) A．一定压强下降低温度，SO2的转化率增大 B．在不同温度、压强下，转化相同物质的量的SO2所需要的时间相等 C．使用催化剂可以缩短反应达到平衡所需的时间 D．工业生产通常不采取加压措施，是因为常压下SO2的转化率已相当高 【答案】B 【解析】根据表格信息，压强一定时，温度越低，SO2的转化率越大，A正确；不同的温度、压强下，反应速率不确定，故转化相同的SO2所需时间无法确定，B错误；使用催化剂降低反应的活化能，增大反应速率，可以缩短达到平衡所需的时间，C正确；根据表格数据可以看出，常压下SO2的转化率已相当高，D正确。 5.（24-25高二·湖北省鄂州·期末）已知反应：A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)的平衡常数与温度的关系如下表。830 ℃时，向一个2 L的密闭容器中充入0.2 mol A和0.8 mol B，反应至4 s时c(C)＝0.02 mol·L－1。下列说法正确的是(　　) 温度/℃ 700 800 830 1 000 1 200 平衡常数 1.7 1.1 1.0 0.6 0.4 A.1 200 ℃时反应C(g)＋D(g)A(g)＋B(g)的平衡常数K＝0.4 B．反应达平衡后，升高温度，平衡正向移动 C．4 s内，用A表示的该反应的平均反应速率v(A)＝0.01 mol·L－1·s－1 D．830 ℃下反应达平衡时，B的转化率为20% 【答案】D 【解析】相同温度下，反应C(g)＋D(g)A(g)＋B(g)的平衡常数与A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)的平衡常数互为倒数，1 200 ℃时反应C(g)＋D(g)A(g)＋B(g)的平衡常数K＝＝2.5，A错误；随温度升高，平衡常数减小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，B错误；由方程式可知：Δc(A)＝Δc(C)＝0.02 mol·L－1，则v(A)＝＝0.005 mol·L－1·s－1，C错误；设平衡时B的浓度为x mol·L－1，则： A(g)　＋　B(g)C(g)＋D(g) 起始/(mol·L－1)　0.1　　　　0.4　　　0　　0 转化/(mol·L－1)　　x　　　　x　　　　x　　x 平衡/(mol·L－1)　0.1－x　　0.4－x　　　x　　x 则＝1.0，解得x＝0.08，故B的转化率为×100%＝20%，D正确。 6.（24-25高二·江西省南昌·期中）一定条件下存在反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，其正反应放热。现有三个相同的2 L恒容绝热(与外界没有热量交换) 密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，在Ⅰ中充入1 mol CO和1 mol H2O，在Ⅱ中充入1 mol CO2和1 mol H2，在Ⅲ中充入2 mol CO和2 mol H2O，700 ℃条件下开始反应，达到平衡时，下列说法正确的是(　　) A．容器Ⅰ、Ⅱ中正反应速率相同 B．容器Ⅰ、Ⅲ中反应的平衡常数相同 C．容器Ⅰ中CO 的物质的量比容器Ⅱ中的多 D．容器Ⅰ中CO 的转化率与容器Ⅱ中CO2的转化率之和大于1 【答案】C 【解析】对于容器Ⅰ从正反应开始到达平衡，其反应为放热反应，随着反应的进行，温度升高，反应速率加快，对于容器Ⅱ从逆反应开始到达平衡，其反应为吸热反应，随着反应的进行，温度降低，反应速率下降，故A错误；容器Ⅲ中反应物的物质的量大于容器Ⅰ，放出的热量较多，温度变化较快，平衡常数与温度相关，所以两容器中平衡常数不同，故B错误；对于容器Ⅰ，其反应为放热反应，随着反应的进行，温度升高，其反应相当于逆向进行；对于容器Ⅱ，其反应为吸热反应，随着反应的进行，温度降低，其反应相当于正向进行，达到平衡时容器Ⅰ中CO的量比容器Ⅱ中多，故C正确；恒温恒容下，容器Ⅰ与容器Ⅱ互为等效平衡，CO的转化率与CO2的转化率之和等于1，但由于绝热，容器Ⅰ中随着反应的进行，温度升高，平衡逆向移动，CO转化率减小；容器Ⅱ中随着反应的进行，温度降低，平衡正向移动，CO2的转化率降低，所以其转化率之和小于1，故D错误。 7.（24-25高二·安徽省淮北·期末）在恒温恒压下，某一体积可变的密闭容器中发生反应：A(g)＋B(g)2C(g)　ΔH＜0，t1时达到平衡后，在t2时改变某一条件，其反应过程如图所示。下列说法正确的是(　　) A．Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，A的体积分数：Ⅰ＞Ⅱ B．t2时改变的条件是向密闭容器中加入物质C C．O～t2时，v正＞v逆 D．Ⅰ、Ⅱ 两过程达到平衡时，平衡常数：K(Ⅰ)＜K(Ⅱ) 【答案】B 【解析】反应速率与其物质的量浓度成正比，Ⅰ、Ⅱ达到平衡状态时逆反应速率相等，说明Ⅰ、Ⅱ达到平衡状态时各物质的物质的量浓度不变，则A的体积分数为Ⅰ＝Ⅱ，故A错误；向密闭容器中加物质C，逆反应速率瞬间增大，再次建立的平衡与原平衡等效，说明和原平衡相同，符合图像，故B正确；由题中图示可知，O～t1时，逆反应速率增大，说明平衡正向移动，即v正＞v逆，t1～t2时，逆反应速率不变，说明处于平衡状态，即v正＝v逆，故C错误；化学平衡常数只与温度有关，Ⅰ、Ⅱ温度相同其平衡常数相同，故D错误。 8.（24-25高二·福建省三明·期中）已知某化学反应的平衡常数表达式为K＝，在不同的温度下该反应的平衡常数如下表所示： t/℃ 700 800 830 1 000 1 200 K 1.67 1.11 1.00 0.60 0.38 下列有关叙述不正确的是(　　) A．该反应的化学方程式是CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) B．温度越高，反应进行的程度越小 C．若在1 L的密闭容器中通入CO2和H2各1 mol，5 min后温度升高到830 ℃，此时测得CO为0.4 mol，则该反应达到平衡状态 D．若平衡浓度符合下列关系式：＝，则此时的温度为1 000 ℃ 【答案】C 【解析】平衡常数的表达式中，分子中的物质是生成物，分母中的物质是反应物，A项正确；利用化学方程式确定各种物质的物质的量，代入平衡常数表达式可知该反应没有达到平衡，C项不正确；将所给关系式进行变形，可知该条件下平衡常数为0.60，D项正确。 9.（24-25高二·广东省韶关·期末）已知NO和O2转化为NO2的反应机理如下： ①2NO(g)N2O2(g)(快)　ΔH1＜0　K1　②N2O2(g)＋O2(g)2NO2(慢)　ΔH2＜0　K2 下列说法正确的是(　　) A．2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的ΔH＝ΔH1＋ΔH2 B．2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的平衡常数K＝ C．反应①的速率大小决定2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的反应速率 D．反应过程中的能量变化如图所示 【答案】A 【解析】根据盖斯定律，将反应①＋②可得2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)　ΔH＝ΔH1＋ΔH2，平衡常数K＝K1·K2，A项正确、B项错误；反应①为快反应，反应②为慢反应，则反应②的速率大小决定2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的反应速率，C项错误；反应①②都为放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，图示反应①的反应物总能量小于生成物总能量，D项错误。 10.（24-25高二·山东省青岛·期末）在恒温条件下，向盛有食盐的2 L恒容密闭容器中加入0.2 mol NO2、0.2 mol NO和0.1 mol Cl2，发生两个反应： ①2NO2(g)＋NaCl(s)NaNO3(s)＋NOCl(g)　ΔH1<0　K1　②2NO(g)＋Cl2(g)2NOCl(g)　ΔH2<0　K2　10 min时反应达到平衡测得容器内体系的压强减少20%,10 min内用NOCl(g)表示的平均反应速率v(NOCl)＝7.5×10－3 mol·L－1·min－1。下列说法不正确的是(　　) A．反应4NO2(g)＋2NaCl(s)2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)的平衡常数为 B．平衡后c＝2.5×10－2 mol·L－1 C．其他条件保持不变，反应在恒压条件下进行，则平衡常数K2增大 D．平衡时NO2的转化率为50% 【答案】C 【解析】4NO2＋2NaCl(s)2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)可由反应①×2－②得到，根据平衡常数计算规律可得此反应平衡常数为，A项正确；10 min时反应达到平衡，测得容器内体系的压强减少20%，则平衡时混合气体总物质的量为(0.2＋0.2＋0.1) mol×(1－20%)＝0.4 mol,10 min内用NOCl(g)表示的平均反应速率v(NOCl)＝7.5×10－3 mol·L－1·min－1，则平衡时n(NOCl)＝7.5×10－3 mol·L－1·min－1×10 min×2 L＝0.15 mol，设达到平衡时反应①中消耗的NO2为x mol，反应②中消耗的Cl2为y mol，根据方程式①和②可得，反应①中生成的NOCl(g)为0.5x mol，反应②中消耗的NO(g)为2y mol，消耗的Cl2(g)为y mol，生成的NOCl(g)为2y mol。根据已知信息可列方程 解得x＝0.1 mol，y＝0.05 mol， 故平衡后c(Cl2)＝＝2.5×10－2 mol·L－1，B项正确；平衡常数只受温度影响，其他条件保持不变，反应在恒压条件下进行，平衡常数K2不变，C项错误；平衡时NO2转化0.1 mol，故转化率为50%，D项正确。 【强化练】 11.（24-25高二·广东省茂名·期中）在25 ℃时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表所示： 物质 X Y Z 初始浓度/(mol·L－1) 0.1 0.2 0 平衡浓度/(mol·L－1) 0.05 0.05 0.1 下列说法错误的是(　　) A．反应达到平衡时，X的转化率为50% B．反应可表示为X(g)＋3Y(g)2Z(g)，其平衡常数为1 600 C．反应前后压强之比为2∶3 D．改变温度可以改变此反应的平衡常数 【答案】C 【解析】X、Y、Z的浓度变化量分别为0.05 mol·L－1、0.15 mol·L－1、0.1 mol·L－1，且X、Y的浓度减小，Z的浓度增大，所以该反应的化学方程式为X(g)＋3Y(g)2Z(g)。X的转化率为×100%＝50%；平衡常数K＝＝1 600；平衡常数受温度的影响；反应前后压强之比为3∶2。 12.（24-25高二·江西省鹰潭·期中）一定温度下，向一容积为5 L的恒容密闭容器中充入0.4 mol SO2和0.2 mol O2，发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－196 kJ·mol－1。当反应达到平衡时，容器内压强变为起始时的，下列说法错误的是(　　) A．当容器内气体的压强不变时说明该反应达到化学平衡状态 B．SO2的转化率为90% C．达到平衡时反应放出的热量为196 kJ D．此温度下该反应的平衡常数K＝20 250 【答案】C 【解析】该反应是一个恒容条件下的化学反应，反应前后气体物质的量不相等，故压强不变，说明气体总物质的量不变，反应达到了化学平衡状态，A项正确；设反应的SO2的物质的量为2x mol，列三段式： 　　　　　　2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) 起始/mol　　0.4　　　0.2　　　0 转化/mol　　2x　　　　x　　　2x 平衡/mol　　0.4－2x　0.2－x　　2x 则＝，解得x＝0.18，所以SO2的转化率为90%，B项正确；参与反应的SO2为0.36 mol，根据热化学方程式可求得放出的热量为35.28 kJ，C项错误；此温度下，该反应的平衡常数K＝20 250，D项正确。 13.（24-25高二·广西柳州·期末）某温度下，向三个容积相等的恒容密闭容器中分别加入：①2 mol HI，②3 mol HI，③1 mol H2与1 mol I2，发生反应：2HI(g)H2(g)＋I2(g)，均达到平衡时，下列关系正确的是(　　) A．各容器的压强：①＝②＝③ B．I2的浓度：②>①>③ C．I2的体积分数：①＝②＝③ D．达到平衡所需时间：②>③ 【答案】C 【解析】若1 mol H2与1 mol I2完全反应转化为HI，则HI为2 mol，所以①和③互为等效平衡，平衡时，①和③的压强、同一物质的浓度、体积分数等都分别相同；②与①相比增大了HI的量，该反应为反应前后气体分子数不变的反应，增大HI的量，平衡不移动，平衡时，各物质的体积分数分别相等，但浓度均增大，总压强增大。③相当于初始加入2 mol HI，由于②中加入的HI的初始物质的量大，②的压强大，反应速率快，所以达到平衡所需时间：②<③。 14.（24-25高二·陕西省咸阳·期末）向体积均为1 L的两恒容容器中分别充入2 mol X和1 mol Y发生反应：2X(g)＋Y(g)Z(g)　ΔH，其中甲为绝热过程，乙为恒温过程，两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是(　　) A．ΔH>0 B．气体的总物质的量：na<nc C．a点平衡常数：K<12 D．反应速率：va正<vb正 【答案】B 【解析】甲容器在绝热条件下，随着反应的进行，压强先增大后减小，根据理想气体状态方程pV＝nRT可知，刚开始压强增大的原因是因为容器温度升高，则说明上述反应过程放热，即ΔH＜0，故A错误；上述反应为放热反应，图中a点和c点的压强相等，因甲容器为绝热过程，乙容器为恒温过程，若两者气体物质的量相等，则甲容器压强大于乙容器压强，则说明此时甲容器中气体的总物质的量小于乙容器中气体的总物质的量，即na＜nc，故B正确；a点为平衡点，此时容器的总压为p，假设在恒温恒容条件下进行，则气体的压强之比等于气体的物质的量(物质的量浓度)之比，所以可设Y转化的物质的量浓度为x mol·L－1，则列出三段式如下： 2X(g)＋Y(g)Z(g) c0　　2　　　1　　　0 Δc　2x　　　x　　　x c平　2－2x　1－x　　x 则有＝，解得x＝0.75，化学平衡常数K＝＝＝12，又甲容器为绝热条件，与恒温条件下比较，平衡时压强应小于p，体系中气体总物质的量应小于1.5 mol，即平衡常数K>12，故C错误；根据图像可知，甲容器达到平衡的时间短，温度高，所以达到平衡的速率相对乙容器的快，即va正＞vb正，故D错误。 15.（24-25高二·四川省自贡·期末）温度为T1时，在三个容积均为1 L的恒容密闭容器中按如表三种投料进行反应：2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)　ΔH＞0。结果如表，实验测得：v正＝k正c2(SO3)，v逆＝k逆c2(SO2)·c(O2)，k正、k逆为速率常数。下列说法正确的是(　　) 容器编号 物质的起始浓度/ (mol·L－1) 物质的平衡浓度/ (mol·L－1) c(SO3) c(SO2) c(O2) c(SO2) Ⅰ 0.3 0 0 0.2 Ⅱ 0.1 0.3 0.2 Ⅲ 0.3 0 0.1 A.温度为T1时，该反应的平衡常数为0.2 B．容器Ⅱ中起始时，v逆＞v正 C．达平衡时，容器Ⅲ中SO2的体积分数大于50% D．容器Ⅰ中达平衡后，温度改变为T2时，若k正＝k逆，则T1＞T2 【答案】B 【解析】由第一组数据可知平衡时c(SO2)＝0.2 mol·L－1，c(O2)＝0.1 mol·L－1，c(SO3)＝0.1 mol·L－1，温度为T1时，该反应的平衡常数为K＝＝0.4，故A错误；容器Ⅱ中Q＝＝1.8＞0.4，平衡逆向移动，起始时，v逆＞v正，故B正确；容器Ⅲ中相当于在容器Ⅰ平衡的基础上充入0.1 mol的氧气，平衡逆向移动，容器Ⅰ达平衡时，SO2的体积分数等于50%，达平衡时，容器Ⅲ中SO2的体积分数小于50%，故C错误；因为K＝ ，容器Ⅰ中达平衡后，温度改变为T2时，若k正＝k逆，K＝＝1>0.4,2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)　ΔH＞0，温度升高，平衡正向移动，平衡常数增大，则T1＜T2，故D错误。 16.（24-25高二·内蒙赤峰·期末）已知：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－196.6 kJ·mol－1，向密闭容器中加入2 mol SO2(g)和1 mol O2，一定条件下反应达到平衡，在t2和t4时刻分别只改变一个条件(温度或压强)，反应过程中正反应速率如图所示，下列说法正确的是(　　) 注：t1～t2、t3～t4、t5之后各时间段表示达到平衡状态①、②、③。 A．t2～t3时间段平衡向逆反应方向移动 B．平衡状态①和②的平衡常数K相同 C．平衡状态①和②时SO2转化率相同 D．t4时刻改变的条件是减小压强 【答案】B 【解析】t2时正反应速率突然增大，随后又逐渐减小，说明平衡正向移动，A错误；该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，而t2～t3时平衡正向移动，则平衡状态①和②温度相同，平衡常数K相同，B正确；该反应为反应前后气体分子数减小的反应，增大压强，平衡正向移动，因此t2时刻为增大压强，平衡正向移动，SO2的转化率增大，C错误；t4时刻，正反应速率突然减小，随后又逐渐减小，说明平衡正向移动，如果是减小压强，平衡逆向移动，则只能是降低温度，D错误。 17.（24-25高二·甘肃省天水·期末）用活性炭还原NO2可防止空气污染，其反应原理为2C(s)＋2NO2(g)N2(g)＋2CO2(g)。在密闭容器中1 mol NO2和足量C发生上述反应，反应相同时间内测得NO2的生成速率与N2的生成速率随温度变化的关系如图1所示；维持温度不变，反应相同时间内测得NO2的转化率随压强的变化如图2所示。 下列说法错误的是(　　) A．图1中的A、B、C三点中只有C点达平衡状态 B．图2中E点的v逆小于F点的v正 C．图2中平衡常数K(E)＝K(G)，则NO2的平衡浓度c(E)＝c(G) D．在恒温恒容下，向图2中G点平衡体系中充入一定量的NO2，与原平衡相比，NO2的平衡转化率减小 【答案】C 【解析】由反应2C(s)＋2NO2(g)N2(g)＋2CO2(g)可知，NO2的生成速率(逆反应速率)应该是N2的生成速率(正反应速率)的二倍时才能达到平衡状态，只有C点满足，故A正确；由图2知，E点反应未达到平衡，F点反应达到平衡，且压强E＜F，则E点的v逆小于F点的v正，故B正确；由题中信息可知，维持温度不变，即E、G两点温度相同，平衡常数K(E)＝K(G)，混合气体中气体压强与浓度有关，压强越大，体积越小，浓度越大，所以G点压强大，浓度大，即c(E)＜c(G)，故C错误；在恒温恒容条件下，向G点平衡体系中充入一定量的NO2，NO2的平衡转化率减小，故D正确。 18.（24-25高二·山东省东营·期中）某温度下，N2O5气体在一体积固定的容器中发生如下反应：2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)(慢反应)　ΔH＜0,2NO2(g)N2O4(g)(快反应)　ΔH＜0，体系的总压强p总和p(O2)随时间的变化如图所示： (1)图中表示O2压强变化的曲线是________(填“甲”或“乙”)。 (2)已知N2O5分解的反应速率v＝0.12p(N2O5)(kPa·h－1)，t＝10 h时，p(N2O5)＝________ kPa，v＝________ kPa·h－1(结果保留两位小数，下同)。 (3)该温度下2NO2(g)N2O4(g)反应的平衡常数Kp＝________ kPa－1(Kp为以分压表示的平衡常数)。 【答案】(1)乙　(2)28.2　3.38　(3)0.05 【解析】(1)根据反应分析，随着反应的进行氧气的压强从0开始逐渐增大，所以乙为氧气的压强变化曲线。(2)t＝10 h时，p(O2)＝12.8 kPa，由2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)分析，反应的五氧化二氮的分压为25.6 kPa，起始压强为53.8 kPa，所以10 h时p(N2O5)＝(53.8－25.6) kPa＝28.2 kPa，N2O5分解的反应速率v＝0.12p(N2O5)(kPa·h－1)＝0.12×28.2 kPa·h－1≈3.38 kPa·h－1。 (3)　　　　2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g) 分压/kPa　　53.8　　　107.6　　26.9 设反应生成的N2O4的分压为x，则可列三段式如下： 2NO2(g)N2O4(g) 起始分压/kPa　107.6　　　　0 改变分压/kPa　　2x　　　　　x 平衡分压/kPa　107.6－2x　　　x 由107.6－2x＋x＋26.9＝94.7，解x＝39.8 kPa，Kp＝ kPa－1≈0.05 kPa－1。 19.（24-25高二·湖北省黄冈·期末）合成氨反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)在某温度下达到平衡时，各物质的浓度是c(N2)＝3 mol·L－1，c(H2)＝9 mol·L－1，c(NH3)＝4 mol·L－1，则 (1)该温度时的平衡常数为____________________；起始浓度c(N2)＝_____________。 (2)H2的转化率为________。 【答案】(1)7.3×10－3　5 mol·L－1　(2)40% 【解析】(1)K＝＝≈7.3×10－3，设起始时N2、H2的浓度分别为x mol·L－1、y mol·L－1， 　　　　　　　　N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) 起始/(mol·L－1)　　x　　　y　　　　　0 平衡/(mol·L－1)　　3　　　9　　　　　4 Δc/(mol·L－1)　　x－3　　y－9　　　　4 ＝，则x＝5；＝，则y＝15。 (2)H2的转化率为×100%＝40%。 20.（24-25高二·河南省安阳·期末）一定量的CO2与足量的C在恒压密闭容器中发生反应：C(s)＋CO2(g)2CO(g)　ΔH＝＋173 kJ·mol－1，若压强为p kPa，平衡时体系中气体体积分数与温度的关系如图所示，回答下列问题： (1)650 ℃时CO2的平衡转化率为____________。 (2)t1℃时压强平衡常数Kp＝____________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)；该温度下达平衡后若再充入等物质的量的CO和CO2气体，则平衡__________(填“正向”“逆向”或“不”)移动，原因是___________________________________。 【答案】(1)25%　(2)0.5p kPa　不　Qp＝Kp 【解析】(1)650 ℃时，平衡时CO2的体积分数为60%，设其物质的量为0.6 mol，则平衡时CO的物质的量为0.4 mol，起始时CO2的物质的量为0.6 mol＋×0.4 mol＝0.8 mol，故CO2的平衡转化率为×100%＝25%。(2)t1℃时，平衡时CO与CO2的体积分数相等，其平衡分压均为0.5p kPa，则此时的平衡常数为Kp＝ kPa＝0.5p kPa。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题03 化学平衡常数、转化率等的分析与计算 1.通过化学平衡状态时的浓度数据分析，认识化学平衡常数的概念，并能分析推测其相关应用。 2.构建化学平衡常数相关计算的思维模型(三段式法)，理清计算的思路，灵活解答各类问题。 3.从变化的视角依据Q与K的关系判断反应进行的方向。 4.根据外界条件对平衡的影响，结合勒夏特列原理，构建K的计算及应用(如转化率)分析思维模型。 一、平衡常数 1.平衡常数的定义及表达式 对于一般的可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) (1)浓度商：在任意时刻的称为浓度商，常用Q表示，Q是个变量。 (2)化学平衡常数：当可逆反应在一定温度下达到化学平衡时，浓度商是一个常数，把平衡时的浓度商称为化学平衡常数，用K表示，即K＝ 。 (3)Q与K的关系 当反应中有关物质的浓度商等于平衡常数时，表明反应达到限度，即达到化学平衡状态。 【特别提醒】①固体或液体纯物质一般不列入浓度商和平衡常数。 ②在确定的化学反应中，K只受温度影响。 2．化学平衡常数的意义 化学平衡常数是表明化学反应限度的一个特征值。平衡常数的大小反映了可逆反应进行的程度，K越大，正反应进行的程度越大，即该反应进行的越完全。一般来说，当K>105时，该反应就进行得基本完全了。 3.平衡常数的计算 (1)化学平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关，对于同一个化学反应，由于书写方式不同，各反应物、生成物的化学计量数不同，平衡常数的表达式不同。K与化学计量数等倍扩大或缩小成幂指数关系。 (2)对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数。 (3)若两反应的平衡常数分别为K1、K2，则： ①若两反应相加，则总反应的平衡常数K＝K1·K2。 ②若两反应相减，则总反应的平衡常数K＝。 (4)由于一个化学反应的某一平衡常数表达式与该反应化学方程式的一种表示形式相对应，因此不能笼统地说某一反应的平衡常数是多少。 二、化学平衡的相关计算 可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在体积为V L的恒容密闭容器中，反应物A、B的初始加入量分别为 a mol、b mol，达到化学平衡时，设A物质转化的物质的量为mx mol。 1．计算模型——“三段式”法 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 起始量/mol　a　　　　b　　　0　　　0 转化量/mol　mx　　　nx　　　px　　qx 平衡量/mol　a－mx　b－nx　　px　　qx 2．思维模型——三步骤 (1)巧设未知量，列全三段式：找已知量，设转化量(若由已知量能列三段式就不必设量)。 (2)抽提关键量，找准关系式：依据转化量之比等于化学计量数之比或关键量列等式关系。 (3)解答设问题，求解问题项：根据求解量，计算问题项。 3．常见的计算量 (1)平衡常数K＝。 (2)平衡时A的物质的量浓度：c(A)＝ mol·L－1。 (3)平衡时A的转化率：α＝×100%，A、B的转化率之比为α(A)∶α(B)＝∶。 (4)平衡时A的体积分数：φ(A)＝×100%。 (5)平衡时和开始时的压强之比：＝。 (6)生成物产率＝×100%。 【特别提醒】由浓度商Q与平衡常数K的关系判断反应进行的方向 若Q＜K，反应向正反应方向进行，v正>v逆； 若Q＞K，反应向逆反应方向进行，v正＜v逆； 若Q＝K ，反应处于平衡状态，v正＝v逆。 三、压强平衡常数(Kp)、速率常数(k正、k逆)及其应用 1．压强平衡常数(Kp) (1)含义 在化学平衡体系中，由各气体物质的分压替代浓度，计算的平衡常数叫压强平衡常数，用符号Kp表示，其单位与表达式有关。 (2)表达式 对于一般的可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在一定温度下，达到平衡时，其压强平衡常数Kp＝。其中p(A)、p(B)、p(C)、p(D)表示对应物质的分压。 注意　①混合气体中某组分的分压＝总压×该组分的物质的量分数，pB＝p总×。 ②混合气体的总压等于相同温度下各组分气体的分压之和，即p总＝pA＋pB＋pC＋…。 2．速率常数(k正、k逆) (1)表达式：若基元反应为mA ＋nBpC， 则：v正＝k正cm(A)·cn(B)、v逆＝k逆cp (C) 上式中的k为速率常数， 是化学反应速率的量化表示方式。 (2)表示意义：其数值相当于参加反应的物质都处于单位浓度(1 mol·L－1)时的反应速率。 (3)影响因素：不同的反应有不同的速率常数，速率常数与反应温度、反应溶剂、催化剂等有关，与浓度无关。 (4)当化学反应达到平衡时，v正＝v逆，即k正cm (A)·cn(B) ＝k逆cp (C)，则化学平衡常数K＝。 四、平衡转化率的分析 1．反应物的转化率分析 当可逆反应达到平衡后，反应物的初始浓度不变，只改变体系的温度、压强或减小生成物的量可使平衡正向移动，这时反应物的转化率一定增大。 2．反应物用量的改变对转化率的影响 (1)若反应物一侧只有一种气体，如aA(g)bB(g)＋cC(g)或C(s)＋H2O(g)CO(g)＋ H2(g)等，在恒温恒容条件时，增大A的浓度，平衡正向移动，但A的转化率变化等效为压强对平衡的影响。 气体计量数关系 A的转化率 a＝b＋c 不变 a>b＋c 增大 a<b＋c 减小 (2)若反应物不只一种物质，如aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，在恒温恒容条件下，若按原比例(或投料比)同倍数增加A和B，平衡正向移动，但反应物(A或B)的转化率等效为压强对平衡的影响。 气体计量数关系 A(或B)的转化率 a＋b＝c＋d 不变 a＋b>c＋d 增大 a＋b<c＋d 减小 题型01化学平衡常数及其意义 【典例01】（24-25高二·河北衡水·期中）在一定条件下，有下列分子数之比相同的可逆反应，其平衡常数K分别是①H2＋F22HF　K＝1047；②H2＋Cl22HCl　K＝1017；③H2＋Br22HBr　K＝109；④H2＋I22HI　K＝1。比较K的大小，可知各反应的正反应进行的程度由大到小的顺序是(　　) A．①②③④ B．④②③① C．①④③② D．无法确定 题型02 化学平衡常数的影响因素 【典例02】（24-25高二·辽宁省辽阳·期中）反应NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)达到平衡后，保持温度不变，再通入O2，重新达到平衡，则新平衡与旧平衡相比，的值(　　) A．变小 B．变大 C．不变 D．无法确定 题型03 化学平衡常数的相关计算 【典例03】（24-25高二·山西省朔州·期末）加热N2O5依次发生的分解反应为①N2O5N2O3＋O2，②N2O3N2O＋O2；在2 L密闭容器中充入8 mol N2O5，加热到t ℃，达到平衡状态后O2为9 mol，N2O3为3.4 mol，则t ℃时反应①的平衡常数为(　　) A．10.7 B．8.5 C．9.6 D．10.2 题型04 化学平衡常数的应用 【典例04】（24-25高二·湖南省怀化·期中）已知在25 ℃时，下列反应的平衡常数如下： ①N2(g)＋O2(g)2NO(g)　K1＝1×10－30 ②2H2(g)＋O2(g)2H2O(g)　K2＝2×1081 ③2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)　K3＝4×10－92 下列说法正确的是(　　) A．NO分解反应NO(g)N2(g)＋O2(g)的平衡常数为1×10－30 B．根据K2的值可以判断常温下H2和O2很容易反应生成H2O C．常温下，NO、H2O、CO2三种物质分解放出O2的倾向顺序为NO>H2O>CO2 D．温度升高，上述三个反应的平衡常数均增大 题型05 转化率的相关计算 【典例05】（24-25高二·江苏省泰州·期末）在773 K时，CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常数K＝9，若CO、H2O的起始浓度均为0.020 mol·L－1，则在此条件下CO的转化率是(　　) A．60% B．50% C．75% D．25% 题型06 转化率的影响因素 【典例06】（24-25高二·黑龙江省鹤岗·质检）反应C2H6(g)C2H4(g)＋H2(g)　ΔH＞0，在一定条件下于密闭容器中达到平衡。下列各项措施不能提高乙烷平衡转化率的是(　　) A．增大容器容积 B．升高反应温度 C．分离出部分氢气 D．等容下通入惰性气体 【巩固练】 1.（24-25高二·湖北省十堰·期中）在温度为T时，将NH4HS(s)置于抽真空的容器中，当反应NH4HS(s)NH3(g)＋H2S(g)达到平衡时，测得总压强为p，则该反应的压强平衡常数Kp为(　　) A.p B.p2 C.p2 D.p 2.（24-25高二·浙江省金华·期末）常压下羰基化法精炼镍的原理为Ni(s)＋4CO(g)Ni(CO)4(g)　ΔH<0。230 ℃时，该反应的平衡常数K＝2×10－5。已知：Ni(CO)4的沸点为42.2 ℃，固体杂质不参与反应。 第一阶段：将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4； 第二阶段：将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至230 ℃制得高纯镍。 下列判断错误的是(　　) A．第一阶段，选择反应温度应高于42.2 ℃ B．第一阶段增加c(CO)，平衡正向移动，反应的平衡常数不变 C．第二阶段，Ni(CO)4几乎完全分解 D．第二阶段，及时分离出Ni，有利于平衡移动 3.（24-25高二·吉林省白城·期中）反应X(g)＋Y(g)2Z(g)　ΔH＜0，在密闭容器中充入0.1 mol X和0.1 mol Y，达到平衡时，下列说法不正确的是(　　) A．减小容器体积，平衡不移动，X的转化率不变 B．增大c(X)，X的转化率减小 C．保持容器体积不变，同时充入0.1 mol X和0.2 mol Y，X的转化率增大 D．加入催化剂，正反应速率增大，Z的产率增大 4.（24-25高二·福建省厦门·期末）已知：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－197.8 kJ·mol－1。起始反应物为SO2和O2(物质的量之比为2∶1，且总物质的量不变)。SO2的平衡转化率(%)随温度和压强的变化如下表： 温度/K 压强/(×105 Pa) 1.01 5.07 10.1 25.3 50.7 673 99.2 99.6 99.7 99.8 99.9 723 97.5 98.9 99.2 99.5 99.6 773 93.5 96.9 97.8 98.6 99.0 下列说法不正确的是(　　) A．一定压强下降低温度，SO2的转化率增大 B．在不同温度、压强下，转化相同物质的量的SO2所需要的时间相等 C．使用催化剂可以缩短反应达到平衡所需的时间 D．工业生产通常不采取加压措施，是因为常压下SO2的转化率已相当高 5.（24-25高二·湖北省鄂州·期末）已知反应：A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)的平衡常数与温度的关系如下表。830 ℃时，向一个2 L的密闭容器中充入0.2 mol A和0.8 mol B，反应至4 s时c(C)＝0.02 mol·L－1。下列说法正确的是(　　) 温度/℃ 700 800 830 1 000 1 200 平衡常数 1.7 1.1 1.0 0.6 0.4 A.1 200 ℃时反应C(g)＋D(g)A(g)＋B(g)的平衡常数K＝0.4 B．反应达平衡后，升高温度，平衡正向移动 C．4 s内，用A表示的该反应的平均反应速率v(A)＝0.01 mol·L－1·s－1 D．830 ℃下反应达平衡时，B的转化率为20% 6.（24-25高二·江西省南昌·期中）一定条件下存在反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，其正反应放热。现有三个相同的2 L恒容绝热(与外界没有热量交换) 密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，在Ⅰ中充入1 mol CO和1 mol H2O，在Ⅱ中充入1 mol CO2和1 mol H2，在Ⅲ中充入2 mol CO和2 mol H2O，700 ℃条件下开始反应，达到平衡时，下列说法正确的是(　　) A．容器Ⅰ、Ⅱ中正反应速率相同 B．容器Ⅰ、Ⅲ中反应的平衡常数相同 C．容器Ⅰ中CO 的物质的量比容器Ⅱ中的多 D．容器Ⅰ中CO 的转化率与容器Ⅱ中CO2的转化率之和大于1 7.（24-25高二·安徽省淮北·期末）在恒温恒压下，某一体积可变的密闭容器中发生反应：A(g)＋B(g)2C(g)　ΔH＜0，t1时达到平衡后，在t2时改变某一条件，其反应过程如图所示。下列说法正确的是(　　) A．Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，A的体积分数：Ⅰ＞Ⅱ B．t2时改变的条件是向密闭容器中加入物质C C．O～t2时，v正＞v逆 D．Ⅰ、Ⅱ 两过程达到平衡时，平衡常数：K(Ⅰ)＜K(Ⅱ) 8.（24-25高二·福建省三明·期中）已知某化学反应的平衡常数表达式为K＝，在不同的温度下该反应的平衡常数如下表所示： t/℃ 700 800 830 1 000 1 200 K 1.67 1.11 1.00 0.60 0.38 下列有关叙述不正确的是(　　) A．该反应的化学方程式是CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) B．温度越高，反应进行的程度越小 C．若在1 L的密闭容器中通入CO2和H2各1 mol，5 min后温度升高到830 ℃，此时测得CO为0.4 mol，则该反应达到平衡状态 D．若平衡浓度符合下列关系式：＝，则此时的温度为1 000 ℃ 9.（24-25高二·广东省韶关·期末）已知NO和O2转化为NO2的反应机理如下： ①2NO(g)N2O2(g)(快)　ΔH1＜0　K1　②N2O2(g)＋O2(g)2NO2(慢)　ΔH2＜0　K2 下列说法正确的是(　　) A．2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的ΔH＝ΔH1＋ΔH2 B．2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的平衡常数K＝ C．反应①的速率大小决定2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的反应速率 D．反应过程中的能量变化如图所示 10.（24-25高二·山东省青岛·期末）在恒温条件下，向盛有食盐的2 L恒容密闭容器中加入0.2 mol NO2、0.2 mol NO和0.1 mol Cl2，发生两个反应： ①2NO2(g)＋NaCl(s)NaNO3(s)＋NOCl(g)　ΔH1<0　K1　②2NO(g)＋Cl2(g)2NOCl(g)　ΔH2<0　K2　10 min时反应达到平衡测得容器内体系的压强减少20%,10 min内用NOCl(g)表示的平均反应速率v(NOCl)＝7.5×10－3 mol·L－1·min－1。下列说法不正确的是(　　) A．反应4NO2(g)＋2NaCl(s)2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)的平衡常数为 B．平衡后c＝2.5×10－2 mol·L－1 C．其他条件保持不变，反应在恒压条件下进行，则平衡常数K2增大 D．平衡时NO2的转化率为50% 【强化练】 11.（24-25高二·广东省茂名·期中）在25 ℃时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表所示： 物质 X Y Z 初始浓度/(mol·L－1) 0.1 0.2 0 平衡浓度/(mol·L－1) 0.05 0.05 0.1 下列说法错误的是(　　) A．反应达到平衡时，X的转化率为50% B．反应可表示为X(g)＋3Y(g)2Z(g)，其平衡常数为1 600 C．反应前后压强之比为2∶3 D．改变温度可以改变此反应的平衡常数 12.（24-25高二·江西省鹰潭·期中）一定温度下，向一容积为5 L的恒容密闭容器中充入0.4 mol SO2和0.2 mol O2，发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－196 kJ·mol－1。当反应达到平衡时，容器内压强变为起始时的，下列说法错误的是(　　) A．当容器内气体的压强不变时说明该反应达到化学平衡状态 B．SO2的转化率为90% C．达到平衡时反应放出的热量为196 kJ D．此温度下该反应的平衡常数K＝20 250 13.（24-25高二·广西柳州·期末）某温度下，向三个容积相等的恒容密闭容器中分别加入：①2 mol HI，②3 mol HI，③1 mol H2与1 mol I2，发生反应：2HI(g)H2(g)＋I2(g)，均达到平衡时，下列关系正确的是(　　) A．各容器的压强：①＝②＝③ B．I2的浓度：②>①>③ C．I2的体积分数：①＝②＝③ D．达到平衡所需时间：②>③ 14.（24-25高二·陕西省咸阳·期末）向体积均为1 L的两恒容容器中分别充入2 mol X和1 mol Y发生反应：2X(g)＋Y(g)Z(g)　ΔH，其中甲为绝热过程，乙为恒温过程，两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是(　　) A．ΔH>0 B．气体的总物质的量：na<nc C．a点平衡常数：K<12 D．反应速率：va正<vb正 15.（24-25高二·四川省自贡·期末）温度为T1时，在三个容积均为1 L的恒容密闭容器中按如表三种投料进行反应：2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)　ΔH＞0。结果如表，实验测得：v正＝k正c2(SO3)，v逆＝k逆c2(SO2)·c(O2)，k正、k逆为速率常数。下列说法正确的是(　　) 容器编号 物质的起始浓度/ (mol·L－1) 物质的平衡浓度/ (mol·L－1) c(SO3) c(SO2) c(O2) c(SO2) Ⅰ 0.3 0 0 0.2 Ⅱ 0.1 0.3 0.2 Ⅲ 0.3 0 0.1 A.温度为T1时，该反应的平衡常数为0.2 B．容器Ⅱ中起始时，v逆＞v正 C．达平衡时，容器Ⅲ中SO2的体积分数大于50% D．容器Ⅰ中达平衡后，温度改变为T2时，若k正＝k逆，则T1＞T2 16.（24-25高二·内蒙赤峰·期末）已知：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－196.6 kJ·mol－1，向密闭容器中加入2 mol SO2(g)和1 mol O2，一定条件下反应达到平衡，在t2和t4时刻分别只改变一个条件(温度或压强)，反应过程中正反应速率如图所示，下列说法正确的是(　　) 注：t1～t2、t3～t4、t5之后各时间段表示达到平衡状态①、②、③。 A．t2～t3时间段平衡向逆反应方向移动 B．平衡状态①和②的平衡常数K相同 C．平衡状态①和②时SO2转化率相同 D．t4时刻改变的条件是减小压强 17.（24-25高二·甘肃省天水·期末）用活性炭还原NO2可防止空气污染，其反应原理为2C(s)＋2NO2(g)N2(g)＋2CO2(g)。在密闭容器中1 mol NO2和足量C发生上述反应，反应相同时间内测得NO2的生成速率与N2的生成速率随温度变化的关系如图1所示；维持温度不变，反应相同时间内测得NO2的转化率随压强的变化如图2所示。 下列说法错误的是(　　) A．图1中的A、B、C三点中只有C点达平衡状态 B．图2中E点的v逆小于F点的v正 C．图2中平衡常数K(E)＝K(G)，则NO2的平衡浓度c(E)＝c(G) D．在恒温恒容下，向图2中G点平衡体系中充入一定量的NO2，与原平衡相比，NO2的平衡转化率减小 18.（24-25高二·山东省东营·期中）某温度下，N2O5气体在一体积固定的容器中发生如下反应：2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)(慢反应)　ΔH＜0,2NO2(g)N2O4(g)(快反应)　ΔH＜0，体系的总压强p总和p(O2)随时间的变化如图所示： (1)图中表示O2压强变化的曲线是________(填“甲”或“乙”)。 (2)已知N2O5分解的反应速率v＝0.12p(N2O5)(kPa·h－1)，t＝10 h时，p(N2O5)＝________ kPa，v＝________ kPa·h－1(结果保留两位小数，下同)。 (3)该温度下2NO2(g)N2O4(g)反应的平衡常数Kp＝________ kPa－1(Kp为以分压表示的平衡常数)。 19.（24-25高二·湖北省黄冈·期末）合成氨反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)在某温度下达到平衡时，各物质的浓度是c(N2)＝3 mol·L－1，c(H2)＝9 mol·L－1，c(NH3)＝4 mol·L－1，则 (1)该温度时的平衡常数为____________________；起始浓度c(N2)＝_____________。 (2)H2的转化率为________。 20.（24-25高二·河南省安阳·期末）一定量的CO2与足量的C在恒压密闭容器中发生反应：C(s)＋CO2(g)2CO(g)　ΔH＝＋173 kJ·mol－1，若压强为p kPa，平衡时体系中气体体积分数与温度的关系如图所示，回答下列问题： (1)650 ℃时CO2的平衡转化率为____________。 (2)t1℃时压强平衡常数Kp＝____________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)；该温度下达平衡后若再充入等物质的量的CO和CO2气体，则平衡__________(填“正向”“逆向”或“不”)移动，原因是___________________________________。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$